ES2625281T3 - Procedimiento para fabricar un producto plano de acero, laminado en caliente - Google Patents

Procedimiento para fabricar un producto plano de acero, laminado en caliente Download PDF

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Abstract

Procedimiento para fabricar un producto plano de acero, laminado en caliente, que comprende los siguientes pasos de trabajo: - fundir una masa fundida de acero (S), que además de hierro e impurezas inevitables contiene (en % en peso) C: 0,5 - 1,3 %, Mn: 18 - 26 %, Al : 5,9 - 11,5 %, Si: 0,1 - 0,4 %, Cr: menos del 3 %, Ni: menos del 1 %, Mo: menos del 0,5 %, N: 0,005 - 0,04 %, B: menos del 0,0050 %, Cu: menos del 1 % Nb: menos del 0,2 %, Ti: menos del 0,3 %, V: menos del 0,3 %, Ca: menos del 0,005 %, Zr: menos del 0,005 %, P: 0,01 - 0,03 %, S: 0,005 - 0,02 %, - colar la masa fundida de acero (S) para obtener una banda (G) colada, - colar la masa fundida de acero (S) para obtener una banda (G) colada, - calentar la banda (G) colada con una velocidad de calentamiento que es de al menos 20 K/s, hasta una temperatura inicial de laminación en caliente que es de 1100 - 1300 °C, - laminar en caliente la banda (G) colada, calentada a la temperatura inicial de laminación en caliente para obtener una banda (W) laminada en caliente, - enfriar la bandas laminadas en caliente (W), dentro de los 10 segundos después de la laminación en caliente, con una velocidad de enfriamiento de al menos 100 K/s hasta < 400 °C, - bobinar la banda (W) laminada en caliente enfriada para obtener una bobina (C) a una temperatura de devanado de hasta 400 °C.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para fabricar un producto plano de acero, laminado en caliente
La invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de un producto plano de acero laminado en caliente hecho de un acero de manganeso de alta ductilidad y alta resistencia, el cual presenta un contenido de Al de 5,911,5 % en peso, ademas de un alto contenido de Mn.
Un acero de este tipo y un procedimiento para su fabricacion son conocidos del documento DE-AS 1 262 613. De acuerdo con el procedimiento descrito en esta publicacion se cuelan bloques con un diametro pequeno a partir de acero fundido con una composicion correspondiente, y dichos bloques se laminan a continuacion en caliente para formar un material en forma de barra. Mediante un tratamiento termico a 800-1250 °C, puede mejorarse el estiramiento y la resistencia al impacto de probetas entalladas del material obtenido de esta manera. A partir de las barras obtenidas de esta manera deben poder fabricarse piezas de construccion para aviones, proyectiles, turbinas, engranajes, valvulas y similares.
Los desarrollos mas nuevos han mostrado que los aceros del tipo indicado al principio, debido a una muy buena combinacion de propiedades de alta resistencia, alta deformabilidad, una densidad significativamente reducida y, asociado, un peso reducido al mmimo, son particularmente adecuados como productos planos, es decir como bandas o chapas de acero, en particular para la fabricacion de componentes para la fabricacion de automoviles, principalmente la construccion de carrocenas de automoviles o piezas de chasis.
El problema aqm, sin embargo, es que los aceros en cuestion, debido a su estado de aleacion generado a traves de rutas convencionales, como las normalmente aplicadas a aceros con alto contenido de carbono, pueden tratarse solo diffcilmente. Por lo tanto, los aceros conocidos tienen una alta tendencia a las segregaciones del nucleo de Mn y Al durante la colada y la solidificacion. Ademas, en el caso de estos existe un riesgo mayor de que resulten grietas en la superficie durante la colada continua y el plegado de la barra sobre sf misma mientras se retira de la coquilla. Ademas, por lo regular se requieren largos tiempos de calentamiento del horno debido a su baja conductividad termica con el fin de llevar las losas moldeadas, hechas de los aceros en cuestion, a la temperatura necesaria para la laminacion en caliente. Con los largos tiempos de calentamiento del horno de las losas se asocia una tendencia pronunciada hacia la descarburacion. Al mismo tiempo la baja conductividad termica trae consigo el problema de que al precalentar, cinglar lingotes en floracion y laminar en caliente, pueden formarse grietas como resultado de la inercia de recristalizacion en los bordes enfriados de la banda. Por ultimo, los aceros ofrecen muy altas resistencias a la laminacion en caliente y en fno que son considerablemente mas altas que con otros aceros de alta aleacion, tales como por ejemplo aceros RSH o aceros convencionales de Mn de alta aleacion.
Del documento US 7 794 552 B2 se conoce un procedimiento para generar un producto plano de acero a partir de un acero laminado en caliente, de composicion convencional, austemtico, con alto contenido de manganeso, el cual contiene ademas de hierro e impurezas inevitables (en % en peso) 0,85 - 1,05 % de C, 16 -19 de Mn, hasta 2 % de Si, hasta 0,050 % de Al; hasta 0,030 % de S, hasta 0,050 % de P, hasta 0,1 % de N y opcionalmente uno o varios elementos del grupo de "Cr, Mo, Ni, Cu, Ti, Nb, V" con la condicion de que el contenido de Cr puede ser de hasta 1 %, el contenido de Mo de hasta 1,5 %, el contenido de Ni de hasta 1 %, el contenido de Cu de hasta 5 %, el contenido de Ti de hasta 0,50 %, el contenido de Nb de hasta 0,50 % y el contenido de V de hasta 0,50 %. La fraccion superficial recristalizada de la banda o chapa de acero obtenida debe ser en tal caso igual a 100%, mientras que la fraccion superficial de carburos separados debe ser igual a 0%. Simultaneamente, el tamano medio de partfcula del acero debe ser < 10 pm. La resistencia del acero conocido, preparado de esta manera, debe ser de mas de 1200 MPa y la resistencia y la elongacion a la rotura del producto debe ser de mas de 65000 MPa.
Con el fin de lograr esto, de acuerdo con el procedimiento conocido se cuela un acero fundido de composicion correspondiente para obtener un producto prefabricado el cual puede ser un desbaste plano, un desbaste plano delgado o una banda colada. El producto prefabricado se calienta a una temperatura de 1100 - 1300 °C y se lamina en caliente a una temperatura de laminado en caliente de al menos 900 °C hasta obtener una banda caliente. En caso de requerirse, a continuacion se mantiene un tiempo de retencion suficiente para la recristalizacion completa deseada de la superficie de la banda. La banda caliente obtenida se enfna luego con una velocidad minima de 20 °C/s hasta una temperatura maxima de bobinado de 400 °C y se enrolla en una bobina. La banda caliente generada de esta manera puede laminarse luego para obtener una banda fna en uno o en varios pasos de laminado en fno con recocido intermedio.
El procedimiento conocido del documento US 7 794 552 B2 esta determinado para aceros en cuya fundicion puede emplearse Al para la desoxidacion, aunque su contenido de Al esta limitado a maximo 0,05 % en peso con el fin de impedir la eliminacion de AlN. Por lo tanto, la presencia de eliminacion de AlN ha de traer consigo el riesgo de la aparicion de grietas durante la deformacion de la banda de acero, generada de manera conocida.
Ademas, del documento DE 39 03 774 A1 se conoce una chapa de acero aleado con estructura austenftica completa, la cual esta compuesta de 4,5 -10,5 % en peso de aluminio, 22 - 36 % en peso de manganeso, 0,4 -1,25 % en peso de carbono y al menos uno de los siguientes elementos con 0,10 a 0,50 % en peso de titanio, 0,02 a 0,20
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% en peso de niobio y 0,10 a 0,40 % en peso de vanadio y el resto de hierro. Si el contenido de aluminio se encuentra por debajo de 9,5 % en peso, en esta chapa de acero el contenido de carbono puede alcanzar 1,25 % en peso. Pero si el contenido de aluminio de la chapa de acero es de 9,5 a 10,5 % en peso, entonces el contenido de carbono debe ser de menos de 1,10 % en peso. Para mejorar la resistencia sin disminuir de manera notable la deformabilidad, la aleacion de acero puede contener ademas hasta 0,5 % en peso de mquel, hasta 0,5 % en peso de cromo, hasta 1,2 % en peso de silicio, hasta 0,5 % en peso de molibdeno y hasta 0,5 % en peso de volframio. El laminado en caliente de las placas de acero aleadas de esta manera finaliza a una temperatura final de laminado de 800 °C a 1000 °C. A continuacion, la chapa laminada en caliente se enfna con aire desde la temperatura final de laminado a la temperatura ambiente. Considerando el trasfondo del estado de la tecnica descrito previamente, el objetivo de la invencion consistfa en proporcionar un procedimiento economico y controlable como procedimiento para generar un producto plano de acero a partir de acero, el cual presentara un alto contenido de Al, ademas de un alto contenido de Mn.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invencion mediante el procedimiento indicado en la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas del procedimiento de la invencion.
De acuerdo con la invencion, para la fabricacion de un producto plano de acero laminado en caliente primero se funde un acero, el cual contiene, ademas de hierro e impurezas inevitables (en % en peso), C: 0,5 -1,3 %, Mn: 18 - 26 %, Al: 5,9 -11,5 %, Si: 0,1 - 0,4 %, Cr: menos de 3 %, Ni: menos de 1 %, Mo: menos de 0,5 %, N: 0,005 - 0,04 %, B: menos de 0,0050 %, Cu: menos de 1 %, Nb: menos de 0,2 %, Ti: menos de 0,3 %, V: menos de 0,3 %, Ca:
menos de 0,005 %, Zr: menos de 0,005 %, P: 0,01 - 0,03 %, S: 0,005 - 0,02 %.
Un acero fundido compuesto de la manera en que se ha indicado previamente se cuela luego, a manera de ejemplo, en una maquina convencional de fundicion de dos rodillos de una manera conocida per se para formar una banda colada.
La ventaja de colar la masa fundida en una banda colada consiste de manera conocida en que al colar la banda se producen menos segregaciones a consecuencia del endurecimiento rapido. Esto, en el caso de aceros de alta aleacion del tipo tratado de acuerdo con la invencion, es particularmente ventajoso porque se logran propiedades de la banda homogeneas gracias a una distribucion mas uniforme de los elementos de la aleacion y una calidad optima del producto obtenido.
Para generar la banda colada se emplea una maquina convencional de fundicion de dos rodillos en la cual la banda colada sale en direccion vertical y por medio de un dispositivo de direccionamiento de la barra via en un arco en una
direccion horizontal de transporte, de modo que la banda colada se enfna en su camino desde la maquina de
fundicion hacia el dispositivo de calentamiento, normalmente con una velocidad de enfriamiento de 10 - 20 K/s hasta una temperatura intermedia por lo regular de no menos de 700 °C. De acuerdo con la invencion, esta perdida de temperatura se mantiene tan baja como sea posible de modo que el calor de colada intnnseco se lleva en la mayor medida posible en la banda colada al salir de la maquina de fundicion hasta el dispositivo de calentamiento. De esta manera, puede minimizarse la cantidad de energfa necesaria en el dispositivo de calentamiento para el incremento de temperatura realizado allf hasta la temperatura de inicio del laminado en caliente.
El calentamiento de la banda colada a la respectiva temperatura de inicio del laminado en caliente que se encuentra en el intervalo de 1100 - 1300 °C se efectua de acuerdo con la invencion con una velocidad de calentamiento de al menos 20 K/s.
La banda colada, calentada rapidamente a la temperatura de inicio del laminado en caliente, es laminada en caliente en una o varias pasadas hasta formar una banda laminada en caliente.
Dentro de 10 s despues del final del laminado en caliente comienza luego, de acuerdo con la invencion, un enfriamiento en el cual la banda caliente obtenida se enfna con una velocidad de enfriamiento de al menos 100 K/s hasta < 400 °C. Gracias a este enfriamiento rapido se suprime la formacion de componentes con un efecto quebradizo, tal como carburos o fases inter-metalicas.
Finalmente, la banda caliente enfriada se enrolla a una temperatura de bobinado de hasta 400 °C para formar una bobina.
Los pasos de trabajo individuales del procedimiento segun la invencion se terminan en una secuencia continua, sin interrupciones.
La invencion se basa en el conocimiento de que la fabricacion de un producto plano de acero, libre de grietas en los bordes y en la superficie, hecho de un acero que presenta altos contenidos de C, Mn y Al, se logra si a partir de la masa fundida con la composicion correspondiente se cuela una banda delgada, de maximo 5 mm, principalmente de 3-5 mm de espesor. El espesor de la banda colada se encuentra, por lo tanto, en el intervalo del espesor que ya debe tener el producto plano laminado en caliente, generado de manera final.
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La posibilidad, usada en el procedimiento de la invencion, de colar un acero que presenta altos contenidos de C, Al y Mn en la fundicion de bandas y el endurecimiento rapido del acero, asociado con la misma, despues de la colada disminuye la frecuencia de segregaciones centrales en la banda colada. Las grietas transversales y las grietas de tipo asterisco no se presentan en absoluto al colar la banda colada y se presentan solamente grietas longitudinales solamente en una cantidad muy reducida. Al colar la banda en una maquina de fundicion de dos rodillos puede controlarse la aparicion de segregaciones centrales variando la fuerza de los rodillos de fundicion. La banda colada, delgada, con un espesor de acuerdo con la invencion solo de maximo 5 mm, principalmente de 3 - 5 mm, presenta ya a la salida de la rendija de fundicion un corte transversal favorable con pequenas tensiones de flexion. Por lo tanto, la banda colada puede doblarse sin problemas desde la posicion vertical en una direccion de transporte horizontal en la cual pasa a traves de otras estaciones de su tratamiento.
Al mismo tiempo, usando la fundicion de la banda se reduce significativamente la descarburacion puesto que ya no es necesario un calentamiento arduo de las losas. El riesgo de una formacion de grietas al laminar en caliente se minimiza debido a la distribucion homogeneizada de la temperatura que se logra durante el calentamiento rapidamente realizado de acuerdo con la invencion antes de la laminacion en caliente.
La banda colada de acuerdo con la invencion se caracteriza por una estructura colada de tres capas con zonas marginales dendnticas y un nucleo globular.
La banda colada se calienta usando en la mayor medida posible el calor intrmseco de fundicion despues de dejar la maquina de fundicion a la temperatura de laminacion en caliente inicial requerida de 1100-1300 °C. El calentamiento se efectua en este caso tan rapidamente como sea posible, principalmente con una velocidad de calentamiento de al menos 20 K/s.
Normalmente, el incremento de temperatura logrado durante el calentamiento realizado segun la invencion, logrado en la banda colada se encuentra en el intervalo de hasta 250 °C, en cuyo caso el incremento mmimo de la temperatura es normalmente de 50 °C. Ademas de impedir la generacion de segregaciones no deseadas, mediante el calentamiento de la banda realizado rapidamente segun la invencion, la distribucion de temperatura puede ajustarse de manera dirigida por el ancho de la banda. De esta manera es posible, por una parte, homogenizar la distribucion de temperatura calentando rapidamente. Con el fin de lograr un determinado comportamiento de deformacion de la banda colada durante el procedimiento de laminado en caliente, por otra parte el calentamiento tambien puede realizarse de tal manera que se produzca un perfil de temperatura definido por el ancho de la banda colada. De esta manera pueden minimizarse irregularidades de la banda, desviaciones de la estabilidad direccional y otros efectos geometricos en la banda sin necesidad de aparatos o medidas adicionales costosas.
Para el calentamiento acelerado a la temperatura inicial de laminacion en caliente es adecuado principalmente un dispositivo de calentamiento que opera inductivamente tal como se describe a manera de ejemplo en el documento DE 103 23 796 B3. La ventaja del uso de un horno de induccion para el calentamiento rapido o la impregnacion termica del producto que se esta laminando consiste en que el producto laminado puede calentarse durante un tiempo breve de accion hasta una temperatura dada relativamente exacta.
La temperatura inicial de laminado en caliente lograda durante el calentamiento rapido se selecciona de tal manera que se minimizan las resistencias de laminado que la banda colada opone durante el laminado en caliente. Este es principalmente el caso cuando la temperatura inicial de laminado en caliente es de al menos 50 °C. La temperatura final de laminado en caliente de laminado en caliente realizado se encuentra en este caso, de manera tfpica, en el intervalo de 1000 - 1050 °C. Esta condicion se basa en el conocimiento de que el acero tratado segun la invencion, debido a su alto contenido de aluminio, tiene que tratarse en una ventana de temperatura estrecha.
La laminacion en caliente de la banda colada, que se efectua en lmea con la fundicion de la banda, disminuye la porosidad central de la banda colada que es espedfica para el procedimiento y para el material, aumenta la homogeneidad de la microestructura y de esta manera mejorar las propiedades de la banda en su totalidad.
Adicionalmente se simplifica el laminado en caliente de la banda colada que es solo diffcilmente laminable por el hecho de que la banda colada ya tiene un espesor que es cercano a las dimensiones finales antes del laminado en caliente, de tal modo que en el transcurso del laminado en caliente solo tienen que lograrse grados de deformacion comparativamente pequenos. Estos son normalmente de al menos 10 %, principalmente 10 - 20 %. Los grados bajos de deformacion de este tipo pueden lograrse en una pasada lo cual contribuye adicionalmente a la optimizacion de la eficiencia economica del procedimiento de la invencion.
Mediante el enfriamiento rapido efectuado a continuacion del laminado en caliente, con una velocidad de enfriamiento de al menos 100 K/s se asegura que en la banda caliente obtenida despues de dejar la planta de laminacion en caliente no tenga lugar un crecimiento de grano. Ademas, de esta manera en este sitio del procedimiento de la invencion tambien se impide la separacion de carburos, nitruros y carbonitruros. De manera tfpica, las velocidades de enfriamiento logradas durante el enfriamiento realizado despues de la laminacion en caliente se encuentran en el intervalo de 100 a 250 K/s.
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A fin de impedir de manera segura el inicio del crecimiento del grano, el enfriamiento de^a comenzar en el lapso mas breve posible hacia el final de la laminacion en caliente pero, sin embargo, a mas tardar durante 10 s.
A fin de impedir una oxidacion de la masa fundida y de la banda colada en su camino al dispositivo de laminado en caliente, en el procedimiento de acuerdo con la invencion, los pasos de trabajo terminados antes del laminado en caliente pueden realizarse en una atmosfera de gas protector. Una inertizacion, realizada en el respectivo dispositivo de fundicion de la banda, de la region del menisco de la masa fundida de acero que esta pendiente de colarse, disminuye la formacion de extracciones de oxido en las superficies.
La banda caliente obtenida segun la invencion tiene una estructura austemtica-ferntica con una fraccion de ferrita que normalmente es de 5 - 50 %.
En un acero segun la invencion puede estar presente el carbono en contenidos de 0,5 a 1,2 % en peso, en cuyo caso principalmente se consideran aceros cuyo contenido de C se encuentre por encima de 0,5 % en peso. El contenido de C es esencial para la formacion de austenita asf como para el grado de resistencia debido al endurecimiento de solucion solida, el incremento de la energfa del efecto de apilamiento y la formacion de carburos. Cuando la banda laminada en caliente, que se ha generado segun la invencion, se lamina en fno para producir una banda laminada en fno, puede extraerse un carburo extremadamente fino para mejorar el lfmite elastico de la banda laminada en fno por medio de un tratamiento de sobre-envejecimiento dirigido despues de un recocido de re- cristalizacion final en la banda laminada en fno. En el caso de contenidos de C que se encuentren por encima de 1,2 % en peso existe el riesgo de que los carburos se generen en cantidades que tienen efecto quebradizo.
El manganeso esta presente en un acero tratado de acuerdo con la invencion en contenidos de 18 - 26 % en peso. El manganeso es esencial para la formacion austenftica e incrementa la energfa de defectos de apilamiento lo cual actua de manera favorable en la capacidad de tratamiento y deformacion.
Un acero tratado de acuerdo con la invencion presenta 5,9 -11,5 % en peso, principalmente >6 -11,5 % en peso, de Al. El aluminio reduce la densidad, tiene el efecto de endurecer la solucion solida e incrementa la energfa de defectos de apilamiento. El aluminio tambien tiene un efecto de pasivacion y aumenta la resistencia a la corrosion. Como resultado de la muy alta energfa del defecto de apilamiento, los altos contenidos de aluminio conducen a la manifestacion de la denominada "Shear Band Plasticity" (plasticidad de la banda despues de cizallamiento) como mecanismo dominante de la deformacion con una combinacion particularmente buena de resistencias y deformabilidad. Sin embargo, contenidos de aluminio demasiado altos pueden provocar una estructura de orden DO3 con propiedades quebradizas en la ferrita o un contenido demasiado grande de aluminio puede provocar el aumento de la fragilidad de los carburos k ((Fe,Mn)3AlC).
Si (silicio) puede estar contenido en un acero tratado de acuerdo con la invencion en menos de 1 % en peso, principalmente 0,1 - 0,4 % en peso, con el fin de provocar el endurecimiento de la solucion solida. Sin embargo, contenidos de Si de mas de 1 % en peso dificultan la capacidad de soldadura y de pintura del acero tratado de acuerdo con la invencion. Cr, Ni y Mo tambien tienen un efecto de endurecimiento de soluciones solidas y mejoran la resistencia a la oxidacion y a la corrosion del acero tratado segun la invencion. Sin embargo, en casos de contenidos demasiado altos Cr conduce a la formacion de carburos especiales que pueden tener un efecto muy grande en la capacidad de aumentar la fragilidad. Los efectos positivos de Cr, Ni y Mo objetivamente se pueden usar si, tal como esta predefinido por la invencion, en un acero tratado de acuerdo con la invencion el contenido de Cr se limita a menos de 8 % en peso, principalmente menos de 3 % en peso, el contenido de Ni se limita a menos de 3 % en peso, principalmente a menos de 1 % en peso, y el contenido de Mo se limita a menos de 2 % en peso, principalmente a menos de 0,5 % en peso.
El nitrogeno forma nitruros con el aluminio y tiene un efecto de incremento de resistencia. Contenidos demasiado altos de N conducen, no obstante, a compuestos gruesos de AlN, los cuales pueden tener un efecto negativo en la capacidad de tratamiento, la naturaleza de las superficies y la deformabilidad de un acero tratado de acuerdo con la invencion. Por lo tanto, el contenido de N de un acero segun la invencion se limita a N <0,1 % en peso, principalmente 0,005 - 0,04 % en peso.
El contenido de B de un acero segun la invencion se limita a < 0,1 % en peso, principalmente menos de 0,0050 % en peso. B tiene un efecto de incremento de la resistencia y forma nitruros y carburos de boro que pueden actuar como puntos de nucleacion para la generacion de otros carburos. Contenidos demasiado altos de B tienen un efecto quebradizo debido a las extracciones de grano en los lfmites.
Cu en el acero tratado de acuerdo con la invencion tiene el efecto de endurecer soluciones solidas e incrementa la resistencia a la corrosion. En caso de contenidos demasiado altos de Cu, existe sin embargo el riesgo de formacion de "grietas calientes" durante el laminado en caliente o durante la union en caliente. Por lo tanto, el contenido de Cu de un acero tratado de acuerdo con la invencion se limita a menos de 5 % en peso, principalmente a menos de 1 % en peso.
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Los microelementos de aleacion Nb, Ti y V conducen a segregaciones y refinamiento del grano y de esta manera contribuyen al incremento de la resistencia. Ademas, estos elementos disminuyen la tendencia del acero a formar grietas por soldadura al unir en caliente gracias al efecto de refinamiento del grano. Estos efectos pueden usarse de manera optica un acero tratado de acuerdo con la invencion presenta Nb, Ti o V respectivamente en contenidos de menos de 1,0 % en peso, el contenido de Nb se limita principalmente a < 0,2 % en peso, el contenido de Ti se limita principalmente a < 0,3 % en peso, el contenido de V se limita principalmente a < 0,3 % en peso.
Ca en contenidos de menos de 0,05 % en peso, principalmente < 0,005 % en peso, facilita la formacion de esferoides de materiales no metalicos en el acero tratado segun la invencion, tales como AhO3 y FeS y mejora la capacidad la deformacion. La formacion de aluminatos de Ca convierte la alumina en escoria y mejora el grado de pureza.
En contenidos de menos de 0,1 % en peso, principalmente < 0,005 % en peso, Zr tiene un efecto de endurecimiento de soluciones solidas en el acero tratado de acuerdo con la invencion. Pero puesto que Zr tambien tiene un efecto quebradizo debido a las segregaciones en los lfmites del grano, el contenido de este elemento se limita en un acero tratado segun la invencion.
P y S se segregan en un acero tratado segun la invencion en los lfmites del grano y tienen un efecto quebradizo. Por esto su contenido debe ser tan bajo como sea posible, principalmente de menos de 0,04 % en peso, y el contenido de P es ventajosamente de 0,01 - 0,03 % en peso y el contenido de S es ventajosamente de 0,005 - 0,02 % en peso.
A fin de garantizar una deformabilidad optima de la banda laminada en caliente, obtenida de acuerdo con la invencion, despues del devanado y antes de seguir el tratamiento, puede realizarse un recocido de la banda laminada en caliente en el cual la banda laminada en caliente, obtenida de acuerdo con la invencion, es reconocida a una temperatura de recocido de 1100 - 1200 °C. Si el recocido de la banda laminada en caliente se efectua en un horno de recocido continuo, para estos se requieren tiempos de recocido de 60 a 300 s. Un recocido de la banda laminada en caliente de este tipo es conveniente principalmente cuando el contenido de Al del acero tratado segun la invencion es de al menos 10% en peso. En este caso de contenidos de Al tan altos, ademas para impedir la formacion de fases quebradizas es conveniente hacer que el enfriamiento transcurra despues de la laminacion en caliente tan rapidamente como sea posible, principalmente con una velocidad de enfriamiento de al menos 40 K/s.
La banda laminada en caliente, obtenida de acuerdo con la invencion, despues del devanado puede ser opcionalmente decapada de manera habitual y emplearse en estado no recubierto o recubierto. Igualmente es posible recubrir la banda laminada en caliente, generada de acuerdo con la invencion, con una capa metalica protectora de proteccion ante la corrosion, por ejemplo, despues de decapar opcionalmente de una manera conocida per se. Ademas es concebible proporcionar recubrimientos al producto plano laminado en caliente, generados segun la invencion, por medio de lo cual se simplifica la deformacion de la banda laminada en caliente.
Con el procedimiento segun la invencion existe la posibilidad de laminacion en fno de las bandas laminadas en caliente, obtenidas de acuerdo con la invencion, para formar productos de laminacion en fno que pueden someterse por ultimo a un recocido de recristalizacion, recocido de sobre-envejecimiento (endurecimiento por segregacion por medio de carburos finos) y a diversas formas de perfeccionamiento de las superficies (Z, ZE, ZN, FAL). Un laminado en fno y un recocido de recristalizacion final condensan y homogenizan en este caso, por ejemplo, la microestructura en el area central.
Si se requieren productos planos de acero con espesores aun mas bajos, entonces la banda laminada en caliente, obtenida segun la invencion, puede procesarse de manera correspondiente de un modo conocido per se en una o mas pasadas para obtener una banda laminado en fno. En caso de requerirse, esta puede recubrirse en sus superficies a fin de protegerse contra las influencias ambientales.
La alta resistencia inherente al laminado en caliente y al laminado en fno, inherente al acero tratado de acuerdo con la invencion, tiene solo un efecto insignificante debido a que la banda colada tiene ya dimensiones cercanas a las finales y al laminado en caliente y en fno se requieren solo deformaciones muy pequenas, en asociacion con esto. Esto tambien permite generar productos planos de pequeno espesor, del tipo tratado de acuerdo con la invencion, a partir de aceros que tienen problemas respecto de su tratamiento por laminacion.
A continuacion la invencion se explica mas detalladamente por medio de ejemplos de realizacion.
La figura muestra esquematicamente una lmea 1 de produccion para la fabricacion de una banda laminada en caliente W.
La lmea 1 de produccion que esta configurada para una secuencia de produccion continua comprende un dispositivo convencional de fundicion de dos rodillos en el cual una masa fundida S se cuela en la rendija de fundicion delimitada por dos rodillos 2, 3 que giran en direcciones opuestas para obtener una banda G colada cuyo espesor tfpico es de 3 - 5 mm. La banda G colada que sale en direccion vertical igualmente es desviada de una manera conocida mediante un dispositivo de orientacion de la barra en una direccion de transporte F horizontal en la cual la
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banda se traslada hacia delante por medio del dispositivo 4 de transporte que esta dispuesto en el extremo de la gma de la barra.
La banda G colada, alineada de esta manera, movida en direccion F de transporte, ingresa a un dispositivo de calentamiento 5. En su camino hacia el dispositivo de calentamiento 5, la banda G colada se enfna con una velocidad de enfriamiento de 10 - 20 K/s hasta una temperatura intermedia.
En el dispositivo de calentamiento 5, la banda G colada que entra allf con la temperatura intermedia se calienta inductivamente por medio de los inductores 6 alineados transversalmente a la direccion F de transporte hasta una temperatura inicial de laminacion en caliente que normalmente se encuentra en el intervalo de 1100 - 1300 °C; principalmente es al menos de 1150 °C.
El incremento de temperatura de la banda G colada es de hasta 300 °C, normalmente 50 - 150 °C, logrado al pasar a traves del dispositivo de calentamiento como resultado de la accion del campo electromagnetico generado por los inductores 6. Los inductores 6 pueden ajustarse y controlarse en este caso tal como se describe, a manera de ejemplo, en el documento DE 103 23 796 B3 de tal manera que la banda G, por una parte, pueden calentarse uniformemente por todo su ancho y, por otra parte, pueden establecerse de manera dirigida un perfil determinado de temperatura en la banda G colada.
A fin de evitar el contacto de la masa fundida S y de la banda G colada con la atmosfera ambiental U, el dispositivo 1 de fundicion de dos rodillos, el dispositivo de orientacion de la barra, el dispositivo 4 de transporte y el dispositivo de calentamiento 5 se mantienen en una atmosfera S de gas protector.
Despues del dispositivo de calentamiento 5, la banda G colada entra a una estructura 9 de laminacion en la cual se lamina en caliente en una pasada para obtener una banda W laminada en caliente con un espesor normalmente de 2,4 - 4,5 mm. La temperatura final de laminado en caliente a la cual sale la banda W laminada en caliente de la estructura 9 ultima de laminado en direccion F de transporte, se encuentra por lo regular en este caso en el intervalo de 1000 - 1050 °C. Los grados de deformacion logrados por medio de un paso de laminacion se encuentran regularmente en el intervalo de 10 - 30 %.
Dentro de los 10 s despues de la salida de la estructura 9 de laminacion, la banda W laminada en caliente obtenida se enfna en un dispositivo 10 de enfriamiento con una velocidad de enfriamiento que alcanza normalmente 100 - 200 K/s hasta una temperatura de devanado que se encuentra en el intervalo de 300 - 400 °C, en la cual la banda W laminada en caliente se devana luego con el dispositivo 11 de devanado para obtener una bobina C.
Despues del devanado puede seguir un recocido de la banda laminada en caliente en un dispositivo de tratamiento con calor que no esta representado aqrn.
En la lmea 1 de produccion, de la manera antes explicada, han sido generadas cuatro bandas laminadas en caliente a partir de las masas fundidas S1 y S2, cuyas composiciones se indican en la tabla 1.
Las bandas G coladas respectivamente a partir de las masas fundidas S1 y S2 se enfnan en el camino hacia el dispositivo de calentamiento 5 con una velocidad de enfriamiento respectivamente de cerca de 15 K/s y se calientan en el dispositivo de calentamiento 5 con un incremento de temperatura AT a la temperatura inicial de laminacion en caliente WAT y se laminan en caliente en la estructura 9 de laminacion en caliente en tres pasadas a un grado de deformacion total $g y una temperatura final de laminacion en caliente WET para producir respectivamente una banda W laminado en caliente con un espesor dWB. Inmediatamente a continuacion las bandas W laminadas en caliente han sido enfriadas respectivamente con una velocidad de enfriamiento tk hasta la temperatura respectiva de devanado HAT, con la cual han sido devastadas respectivamente para obtener una bobina C. Los parametros AT, WAT, WET, $g, dW, tk y HAT, dados respectivamente en el tratamiento de las bandas G coladas a partir de los aceros S1 y S2 se indican en la tabla 2.
La banda laminada en caliente, generada a partir del acero S2, se somete adicionalmente a un recocido de banda laminada en caliente a 1100 °C durante 120 segundos en un horno de recocido continuo. De esta manera tambien pueden impedirse de manera segura los defectos superficiales en la banda laminada en caliente que ha sido generada a partir de este acero S3, a pesar de su contenido particularmente alto de C, Mn y Al.
En la tabla 3 se indican la estructura y las propiedades mecanicas: espesor de banda laminada en caliente dWB, densidad pWB, lfmite elastico Rp0,2, resistencia a la traccion Rm, elongacion A80, valor n y valor r de las bandas laminadas en caliente, generadas a partir de los aceros S1 y S2, obtenidas por medio de los procedimientos de acuerdo con la invencion explicados en la presente.
Numeros de referencia
I Lmea de produccion 2,3 Rodillos de fundicion
4 Dispositivo de transporte
5 5 Dispositivo de calentamiento
6 Inductores
9 Estructura de laminacion
10 Dispositivo de enfriamiento
II Dispositivo de devanado
10 A Atmosfera de gas protector
C Bobina
F Direccion de transporte G Banda colada
5 Masa fundida
15 U Atmosfera ambiente
W Banda laminada en caliente
Tabla 1
Acero
C Mn Al 7 Otros
S1
0,55 18,0 6,0 < 0,14
S2
1,25 26,0 11,5 < 0,15
Inicaciones en % en peso, El resto es hierro e impurezas inevitables
Tabla 2
Acero
AT [°C] WAT [°C] WET [°C] [%] tk [K/s] HAT [°C]
S1
150 1150 1020 17 200 300
S2
150 1150 1025 14 200 300
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Tabla 3
Acero
Estructura dWB [mm] pWB [g/cm3] Rp0,2 [MPa] Rm [MPa] Ag [%] n r
S1
austemtica-ferntica 3,1 7,2 519 761 33,1 0,26 0,90
S2
austemtica-ferntica segregaciones finas de carburos k 3,0 6,8 680 920 35 0,26 0,76
n.e. = no determinado

Claims (10)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para fabricar un producto plano de acero, laminado en caliente, que comprende los siguientes pasos de trabajo:
    - fundir una masa fundida de acero (S), que ademas de hierro e impurezas inevitables contiene (en % en peso)
    C: 0,5 -1,3 %,
    Mn: 18 -26 %,
    Al : 5,9 -11,5 %,
    Si: 0,1 -0,4 %,
    Cr: menos del 3 %,
    Ni: menos del 1 %,
    Mo: menos del 0,5 %,
    N: 0,005 - 0,04 %,
    B: menos del 0,0050 %,
    Cu: menos del 1 %
    Nb: menos del 0,2 %,
    Ti: menos del 0,3 %,
    V: menos del 0,3 %,
    Ca: menos del 0,005 %,
    Zr: menos del 0,005 %,
    P: 0,01 - 0,03 %,
    S: 0,005 - 0,02 %,
    - colar la masa fundida de acero (S) para obtener una banda (G) colada,
    - colar la masa fundida de acero (S) para obtener una banda (G) colada,
    - calentar la banda (G) colada con una velocidad de calentamiento que es de al menos 20 K/s, hasta una temperatura inicial de laminacion en caliente que es de 1100 - 1300 °C,
    - laminar en caliente la banda (G) colada, calentada a la temperatura inicial de laminacion en caliente para obtener una banda (W) laminada en caliente,
    - enfriar la bandas laminadas en caliente (W), dentro de los 10 segundos despues de la laminacion en caliente, con una velocidad de enfriamiento de al menos 100 K/s hasta < 400 °C,
    - bobinar la banda (W) laminada en caliente enfriada para obtener una bobina (C) a una temperatura de devanado de hasta 400 °C.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el colado de la masa fundida de acero para obtener una banda (G) colada se realiza en una maquina de fundicion de dos rodillos.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de la banda (G) colada es a lo sumo de 5 mm.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el calentamiento acelerado hasta la temperatura inicial de laminacion en caliente se realiza por medio de un dispositivo de calentamiento (5) que funciona de modo inductivo.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura inicial de laminacion en caliente a la cual se calienta la banda (G) colada es de al menos 1150 °C.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el grado total de deformacion logrado en el transcurso de la laminacion en caliente es de al menos el 10 %, en particular del 10 - 20
    5 %.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura final de laminacion en caliente de la laminacion en caliente es de 1000 - 1050 °C.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la laminacion en caliente se realiza en una pasada.
    10 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el enfriamiento
    acelerado de la banda (W) laminada en caliente comienza dentro de los 10 segundos siguientes al final de la laminacion en caliente.
  9. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los pasos de trabajo realizados antes de la laminacion en caliente se realizan en una atmosfera (A) de gas protector.
    15 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la banda (W)
    laminada en caliente obtenida se somete a un recocido de bandas laminadas en caliente a una temperatura de recocido que es de 900 - 1150 °C.
  10. 12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 11, caracterizado porque el contenido de Al de la banda (G) colada es de al menos el 10 % en peso.
    20 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la banda (W)
    laminada en caliente se lamina en fno para obtener una banda laminada en fno.
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